Ilmuwan membuat paduan tembaga ultra-Tough yang lebih kuat dari baja dan dapat menahan suhu 1500 f
Dalam yang pertama, para peneliti telah mengembangkan paduan tembaga baru yang merupakan salah satu bahan berbasis tembaga yang paling tangguh yang pernah dibuat.
Paduan baru, campuran tembaga, tantalum dan lithium, dibangun di atas nanoskal untuk menahan suhu dan strain ekstrem, dan dapat memiliki aplikasi penting untuk kedirgantaraan, pertahanan dan industri. Para peneliti menerbitkan temuan mereka 27 Maret di jurnal Sains.
“Ini adalah sains mutakhir, mengembangkan materi baru yang secara unik menggabungkan konduktivitas tembaga yang sangat baik dengan kekuatan dan daya tahan pada skala superalloy berbasis nikel,” rekan penulis studi Martin Harmerseorang profesor emeritus teknik di Lehigh University di Bethlehem, Pennsylvania, kata dalam sebuah pernyataan.
Saat ini, bahan yang paling umum digunakan dalam lingkungan stres tinggi seperti mesin turbin gas dan peralatan pemrosesan kimia adalah superalloy berbasis nikel, yang kuat, tahan terhadap korosi dan dapat menahan suhu tinggi.
Tetapi paduan ini gagal dalam hal konduktivitas listrik mereka, membatasi beberapa aplikasi potensial mereka. Untuk mengatasi masalah ini, para peneliti mengapit lithium tembaga di antara dua lapisan yang kaya tantalum, sebuah elemen yang sangat tahan terhadap korosi.
Tim kemudian menyempurnakan zat lebih lanjut dengan menambahkan sejumlah kecil lithium untuk mengubah struktur endapan menjadi kubus yang stabil, memperkuat kekuatan paduan dan ketahanan termal
“Ketika kita melihat ke dalam tubuh kita, kita mencoba mencari sidik jari mutasi sel untuk kanker,” rekan penulis studi Kiran Solankiseorang profesor teknik di Arizona State University, kata dalam sebuah pernyataan. “Demikian pula, bahan struktural memiliki sidik jari yang unik ketika dikenakan peristiwa apa pun seperti radiasi atau panas. Dan dalam hal ini, memiliki endapan lithium tembaga dengan bilayer TA yang stabil [tantalum] adalah ketika kita dapat mengubah sidik jari suhu tinggi untuk kegagalan. “
Bahan yang dihasilkan memiliki kombinasi sifat yang mengesankan. Di samping konduktivitas listriknya, ia dapat beroperasi pada suhu hingga 1.472 derajat Fahrenheit (800 derajat Celcius) dan dapat menahan tekanan maksimum 1.120 megapaskal pada suhu kamar – lebih dari satu setengah kali tekanan maksimum yang dapat dialami baja.
Ciri -ciri ini berarti dapat digunakan dalam berbagai cara, kata para peneliti.
“Ini menyediakan industri dan militer dengan fondasi untuk membuat bahan baru untuk hipersonik dan mesin turbin berkinerja tinggi,” kata Harmer.
